Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5043682B2 - Output buffer with slew rate control using inversely proportional process dependent reference current - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5043682B2 - Output buffer with slew rate control using inversely proportional process dependent reference current - Google Patents

Output buffer with slew rate control using inversely proportional process dependent reference current Download PDF

Info

Publication number
JP5043682B2
JP5043682B2 JP2007552213A JP2007552213A JP5043682B2 JP 5043682 B2 JP5043682 B2 JP 5043682B2 JP 2007552213 A JP2007552213 A JP 2007552213A JP 2007552213 A JP2007552213 A JP 2007552213A JP 5043682 B2 JP5043682 B2 JP 5043682B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
output
transistor
circuit
node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007552213A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008529358A (en
Inventor
ポール ビースターフェルト ランドル
ティモシー ヒーナン ブライアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Micro Devices Inc
Original Assignee
Advanced Micro Devices Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Micro Devices Inc filed Critical Advanced Micro Devices Inc
Publication of JP2008529358A publication Critical patent/JP2008529358A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5043682B2 publication Critical patent/JP5043682B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00369Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
    • H03K19/00384Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters in field effect transistor circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/0185Coupling arrangements; Interface arrangements using field effect transistors only
    • H03K19/018557Coupling arrangements; Impedance matching circuits
    • H03K19/018571Coupling arrangements; Impedance matching circuits of complementary type, e.g. CMOS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

本発明は、集積回路で使用する出力バッファに関し、より詳細にはこのような出力バッファのスルーレート制御に関する。   The present invention relates to output buffers for use in integrated circuits, and more particularly to slew rate control of such output buffers.

PCIX2.0などの高速データバスには、スルーレートの変動に関する要件が設けられている。この場合のスルーレートは、出力信号電圧の変化率のことである。例えば、PCIX2.0では、スルーレート要件は1.8V/ns<スルーレート<3.0V/nsである。
スルーレート制御を行う1つの手法としては、出力スルーレートを正確に示す出力バッファの複製回路を構築することが挙げられる。
次に、スルーレート制御電流は、複製スルーレートの測定値が範囲内になるまで調整される。
High-speed data buses such as PCIX 2.0 have requirements regarding fluctuations in slew rate. In this case, the slew rate is the rate of change of the output signal voltage . For example, in PCI 2.0, the slew rate requirement is 1.8 V / ns <slew rate <3.0 V / ns.
One technique for performing slew rate control is to construct an output buffer replication circuit that accurately indicates the output slew rate.
The slew rate control current is then adjusted until the replicate slew rate measurement is within range.

複製回路を適切に調整するには、外部時間基準(external time base)とスルーレート測定技術が求められる。   To properly adjust the replication circuit, an external time base and slew rate measurement technique is required.

集積回路の製造においては、同じ製造施設で同一部品が製造される場合であっても、製造プロセスが変動すると製造される集積回路のパフォーマンス能力は違ってしまう。よって、プロセスの変動と動作範囲とによって集積回路は違った動作をする。この結果、集積回路はパフォーマンスに基づいて、”ファーストコーナー”と”スローコーナー”とに分類される。ファーストコーナーでは、集積回路はプロセス、電圧、あるいは温度といった要因が変動することでパフォーマンスが高速になる。プロセスの変動には、しきい値電圧(VT)、ゲート長、入力容量、シート抵抗、および、ゲート−ドレイン間の容量などの要因を含むことができる。   In the manufacture of integrated circuits, even if the same parts are manufactured at the same manufacturing facility, the performance capability of the integrated circuits manufactured varies as the manufacturing process varies. Thus, the integrated circuit behaves differently depending on process variations and operating ranges. As a result, the integrated circuit is classified into “first corner” and “slow corner” based on performance. In the first corner, integrated circuits perform faster due to variations in factors such as process, voltage, or temperature. Process variations can include factors such as threshold voltage (VT), gate length, input capacitance, sheet resistance, and gate-drain capacitance.

ファーストコーナーで動作する集積回路は、典型的に、パフォーマンスをより高速なものにするプロセス特性を備えている。このようなプロセス特性としては、低しきい値電圧、短ゲート長、低入力容量などが挙げられる。同様に、高供給電圧VDDも集積回路のパフォーマンスを向上させることができる。スローコーナーの集積回路については、低VDDや高VTなどの要因によって、その動作が遅くなる。本明細書で特に関心を置いているのは、プロセス、電圧、及び/あるいは温度(PVT)の変化により、出力駆動回路のパフォーマンスを変化させることである。   Integrated circuits operating in the first corner typically have process characteristics that make performance faster. Such process characteristics include low threshold voltage, short gate length, low input capacitance, and the like. Similarly, a high supply voltage VDD can also improve the performance of the integrated circuit. The operation of the slow corner integrated circuit is slow due to factors such as low VDD and high VT. Of particular interest herein is changing the performance of the output driver circuit due to changes in process, voltage, and / or temperature (PVT).

プロセス、電圧、および温度に起因してパフォーマンスが変化すると、通常のプロセスの変動を通じてスルーレート要件を確実に満たすことが困難になる。つまり、出力信号の変化が早すぎる、あるいは遅すぎて、スルーレート要件を満たすことができない。   As performance changes due to process, voltage, and temperature, it becomes difficult to reliably meet slew rate requirements through normal process variations. That is, the output signal changes too early or too late to meet the slew rate requirement.

従って、パフォーマンスに影響を及ぼすプロセス、電圧、および/あるいは温度(PVT: process, voltage, and/or temperature)が変化する場合に、より一定のスルーレートを供給する出力駆動回路を提供することが望ましい。PVTが変化しても、よりコンスタントなスルーレートを供給する1つのオープンエンド型(フィードバックのない)の解決法が用いられる。   Accordingly, it is desirable to provide an output driver circuit that provides a more constant slew rate when the process, voltage, and / or temperature (PVT) affecting performance changes. . As the PVT changes, one open-ended (no feedback) solution is used that provides a more constant slew rate.

一実施形態では、この解決法により、集積回路の出力駆動のスルーレートの変動を減らす方法が提供される。該方法において、第1のパフォーマンス依存電流(performance dependent current)を生成するステップと、参照電流を生成するステップと、この参照電流とパフォーマンス依存性電流とを用いたパフォーマンスに反比例する第3電流を生成するステップと、この第3電流を、出力駆動回路の一部を形成し、これによりPVTが変動する場合にスルーレートを制御する第1トランジスタ回路のゲートへ供給するステップと、を含む。   In one embodiment, this solution provides a way to reduce the slew rate variation of the integrated circuit output drive. In the method, generating a first performance dependent current, generating a reference current, and generating a third current inversely proportional to the performance using the reference current and the performance dependent current And supplying this third current to the gate of the first transistor circuit that forms part of the output drive circuit and thereby controls the slew rate when the PVT varies.

他の実施形態では、出力回路から出力されるデータが第1の値の場合に、集積回路の出力端子を第1電源供給ノードに接続している第1トランジスタを含む出力回路を備えた集積回路が提供される。この第1トランジスタは、出力回路のパフォーマンスに反比例したゲート電流を受け取るために接続される。したがって、PVTの変動に起因してパフォーマンスが変化しても、スルーレートは一定のままである。   In another embodiment, an integrated circuit comprising an output circuit including a first transistor connecting an output terminal of the integrated circuit to a first power supply node when data output from the output circuit is a first value. Is provided. This first transistor is connected to receive a gate current that is inversely proportional to the performance of the output circuit. Therefore, the slew rate remains constant even if the performance changes due to PVT variations.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

本発明は、添付の図面を参照することでさらに理解することができるとともに、様々なオブジェクト、特徴および利点は当業者にとっては明らかにされるであろう。   The present invention can be further understood with reference to the following drawings, and various objects, features, and advantages will be apparent to those skilled in the art.

図1に、集積回路の出力ステージのプルダウン部分を示す。トランジスタ101は、ノード102に送られたDATAが0であるという結果によりターンオンされて作動すると、パッド103を低レベルに引き下げる。電源107からのゲート電流が理想的に一定であると、プロセス、電圧および温度(PVT)に対する出力スルーレートの変動は相当なもの(2:1以上)になる。これに代えて、ゲート電流がPVTに対して反比例の関係、つまり、PVTの変動に起因するパフォーマンスの向上に対してゲート電流が減少する場合、このゲート電流は、プロセス、電圧、および/または温度の変動を通じてより一定の、あるいは実質的に一定の出力スルーレートに必要とされるゲート電流と、より一層マッチングすることになる。   FIG. 1 shows the pull-down portion of the output stage of the integrated circuit. Transistor 101 pulls pad 103 low when it is turned on and activated as a result of the DATA sent to node 102 being zero. If the gate current from the power supply 107 is ideally constant, the output slew rate variation with respect to process, voltage and temperature (PVT) will be substantial (2: 1 or greater). Alternatively, if the gate current is inversely proportional to the PVT, that is, if the gate current decreases for improved performance due to PVT variations, the gate current may be reduced by process, voltage, and / or temperature. Will more closely match the gate current required for a more constant or substantially constant output slew rate through the variation of.

図2のハイレベルブロック図は、プロセス、電圧、および温度に起因したパフォーマンスの変化に反比例したゲート電流を示す。即ち、パフォーマンスが向上すれば電流が減少する。逆の場合もまた同じである。図2の実施形態では、参照電流生成回路201に参照電流が生成され、プロセス依存電流生成回路203においてプロセス依存電流が生成される。次に、減算回路(subtraction circuit)205の参照電流からこの処理依存電流が引き算される。この差分の電流は、出力駆動ステージ207のトランジスタのゲート電流として供給される。   The high level block diagram of FIG. 2 shows gate current inversely proportional to performance changes due to process, voltage, and temperature. That is, the current decreases as performance improves. The reverse is also true. In the embodiment of FIG. 2, a reference current is generated in the reference current generation circuit 201, and a process dependent current is generated in the process dependent current generation circuit 203. Next, this processing dependent current is subtracted from the reference current of the subtraction circuit 205. This difference current is supplied as the gate current of the transistor of the output drive stage 207.

図3は参照電流生成回路201の実施形態を示す。外部レジスタREXT301はパッド303の集積回路の出力端子に接続される。このレジスタは外部にあるので、例えば精度が1%以上の高精度レジスタを使用することもできる。パッド303の電圧は、電圧VREF310と比較される。この電圧VREF310は、レジスタ307と308とによって形成される分圧器からコンパレータ305に供給される電圧である。可変レジスタ(RTRIM)309を流れる電流は、トランジスタ311および315を通じてミラーリングされる。参照電流生成回路201の出力として、参照電流IOUTが使用される。 FIG. 3 shows an embodiment of the reference current generation circuit 201. The external register REXT 301 is connected to the output terminal of the integrated circuit of the pad 303. Since this register is external, for example, a high-precision register having an accuracy of 1% or more can be used. The voltage at pad 303 is compared with voltage VREF310. This voltage VREF 310 is a voltage supplied to the comparator 305 from the voltage divider formed by the registers 307 and 308. The current through variable resistor (R TRIM ) 309 is mirrored through transistors 311 and 315. The reference current I OUT is used as the output of the reference current generation circuit 201.

動作において、コンパレータ305がパッド303の電圧と、分圧器からこのコンパレータへ供給される電圧と、の間にマッチングを検出するまで、パッド303の電圧は可変レジスタ309によって変更される。マッチングが生じると、VIO、レジスタ307、308、およびREXT301の既知の抵抗によって決定されるパッド303の既知の電圧によって電流が決定され該電流は、内部でミラーリングされて参照電流IOUTを生成するIn operation, the voltage on the pad 303 is changed by the variable register 309 until the comparator 305 detects a match between the voltage on the pad 303 and the voltage supplied to the comparator from the voltage divider. When matching occurs, VIO, registers 307, 308, and current is determined by the known voltage of the pad 303 is determined by the known resistance of REXT301, said current generates a reference current I OUT are mirrored internally .

図3に示す一実施形態では、レジスタ301REXT=114Ω、N=37(Nはトランジスタの寸法比である)、レジスタ309RTRIM=N×REXT、および、トランジスタ315までのIOUTは、
Iout=(VIO/2)×(1/REXT)×(1/N)=VIO/4000
である。
In one embodiment shown in FIG. 3, resistor 301R EXT = 114Ω, N = 37 (N is the transistor size ratio), resistor 309R TRIM = N × R EXT , and I OUT to transistor 315 is
I out = (V IO / 2) × (1 / R EXT ) × (1 / N) = V IO / 4000
It is.

電圧VIOが許容できないほど大きく変動する場合より安定した供給電圧を使用してもよい点に留意されたい。出力電流IOUTのその他の誤差は、トランジスタ311、313、および315のN比が完全に一致しないことで生じることもある。また、コンパレータ305における低差動増幅ゲインがある程度の誤差を生じさせることもある。 Note that a more stable supply voltage may be used if the voltage VIO fluctuates unacceptably. Other errors in the output current I OUT may be caused by the N ratios of the transistors 311, 313, and 315 not being perfectly matched. In addition, the low differential amplification gain in the comparator 305 may cause a certain amount of error.

図4にプロセス依存電流生成回路203の実施形態を示す。図4の実施形態では、PMOSトランジスタ401、403、および405を使用したパフォーマンスと、NMOSトランジスタ411、413、および415を使用したパフォーマンスに比例するプロセス依存電流を生成するステップを示す。次に、出力ステージ207でトランジスタを駆動するために用いられるゲート電流を取得する際に、IPVTとして示すようなパフォーマンスに比例した電流が減算回路205(図2を参照のこと)で使用される。 FIG. 4 shows an embodiment of the process dependent current generation circuit 203. The embodiment of FIG. 4 shows the steps of generating a process dependent current proportional to the performance using PMOS transistors 401, 403, and 405 and the performance using NMOS transistors 411, 413, and 415. Next, in obtaining the gate current used to drive the transistor in the output stage 207, a current proportional to performance, such as shown as IPVT , is used in the subtractor circuit 205 (see FIG. 2). .

2つの減算回路が、出力駆動回路のプルアップおよびプルダウン部分に電流を供給するために使用されてもよい。プロセス依存電流は、参照電流から減算される。その結果としての差分の電流は、出力端子を出力ステージの高電源電圧か低電源電圧のいずれかに接続する出力トランジスタを駆動する電流リファレンスとして機能する。ファーストコーナーで動作する集積回路については、図4に示した回路によって供給されるプロセス依存電流は、スローコーナーで動作する集積回路よりも高い。この場合、スローコーナーのプロセス依存電流は低い。本明細書の教示がない場合、ファーストコーナーおよびスローコーナーで動作するこれらの集積回路は、それぞれ許容できないほどに異なるスルーレートとなり得るであろう。 Two subtracting circuits may be used to supply current to the pull-up and pull-down portions of the output driver circuit. The process dependent current is subtracted from the reference current. The resulting differential current functions as a current reference that drives an output transistor that connects its output terminal to either the high or low power supply voltage of the output stage. For integrated circuits operating in the first corner, the process dependent current supplied by the circuit shown in FIG. 4 is higher than in integrated circuits operating in the slow corner. In this case, the process-dependent current at the slow corner is low. Without the teachings herein, these integrated circuits operating in the fast corner and slow corner could each have unacceptably different slew rates.

図5Aは、本明細書において考察されるスルーレート制御を利用した出力バッファ回路の略図である。電流リファレンス(current reference)501および503は、トランジスタ505および507のゲートに電流をそれぞれ供給する。これにより、トランジスタ501および503のゲートに供給される制御信号に従いパッド502がプルアップ又はプルダウンされる。図1に示した付加的な記載など、出力ドライバのその他の部分は、簡素化のために省略される。電流リファレンス503を含む出力ドライバーのプルダウン部分は、(図2に関して説明した方法により生成された)トランジスタ507のゲートへ電流を供給する。トランジスタ507と、このトランジスタ507に関連付けられたゲート−ドレイン間の容量Cgd509を含む積分器が出力ステージに形成される。出力バッファのプルアップ部分は同様の方法で動作する。 FIG. 5A is a schematic diagram of an output buffer circuit that utilizes the slew rate control discussed herein. Current references 501 and 503 supply current to the gates of transistors 505 and 507, respectively. As a result, the pad 502 is pulled up or pulled down in accordance with a control signal supplied to the gates of the transistors 501 and 503. Other parts of the output driver, such as the additional description shown in FIG. 1, are omitted for simplicity. The pull-down portion of the output driver, including current reference 503, supplies current to the gate of transistor 507 (generated by the method described with respect to FIG. 2). An integrator including a transistor 507 and a gate-drain capacitance Cgd 509 associated with the transistor 507 is formed in the output stage. The pull-up portion of the output buffer operates in a similar manner.

図5Aに示す回路によって形成された積分器は図5Bに示すように表すこともできる。積分器は、ゲインAvを有する増幅器511を供給する電流源510と、コンデンサ512とを含む。電流源510は電流源501あるいは503を表し、キャパシタ512はトランジスタ505あるいは507に関連づけられたゲート−ドレイン間の容量を表す。図5の積分器を以下の式で表す。

Figure 0005043682

なお、Cは定数である。
Avが大きい場合、入力がゲートの増幅器のしきい値に到達する前のスルーレートは、
Figure 0005043682

であり、nIREFは電流源510により供給される電流である。出力スルーの間、
Figure 0005043682

である。 The integrator formed by the circuit shown in FIG. 5A can also be represented as shown in FIG. 5B. The integrator includes a current source 510 that supplies an amplifier 511 having a gain Av, and a capacitor 512. Current source 510 represents current source 501 or 503, and capacitor 512 represents the gate-drain capacitance associated with transistor 505 or 507. The integrator of FIG. 5 is expressed by the following equation.
Figure 0005043682

C is a constant.
If Av is large, the slew rate before the input reaches the gate amplifier threshold is
Figure 0005043682

NI REF is the current supplied by the current source 510. During output through
Figure 0005043682

It is.

図6に、図5で使用された電流を供給する図の減算回路205の動作を示す。参照電流IREF601は参照電流生成回路201により供給される。この電流は、プロセスおよび電圧の変動を通じて実質的に一定であるか、本明細書にて更に記載しているように、幾分か変動してもよい。図4に示したような回路によって生成されたプロセス依存電流IPVT603は参照電流から減算され、その差分の電流ISLEWはゲート電流としてトランジスタ507(図5を参照のこと)などに供給される。パフォーマンスが向上するにつれてこのゲート電流ISLEWは低減する点に留意されたい。 FIG. 6 shows the operation of the subtraction circuit 205 of FIG. 2 for supplying the current used in FIG. The reference current I REF 601 is supplied by the reference current generation circuit 201. This current may be substantially constant through process and voltage variations, or may vary somewhat as described further herein. The process-dependent current I PVT 603 generated by the circuit as shown in FIG. 4 is subtracted from the reference current, and the difference current I SLEW is supplied as a gate current to the transistor 507 (see FIG. 5) and the like. . Note that this gate current I SLEW decreases as performance improves.

図7は、Iinが一定であるとして(図5の510を参照のこと)、パッド電圧とVinがどのように変化するかを例示したものであり、Vinはパッドを供給電圧(例えば、電源あるいは接地)に接続する出力トランジスタのゲートの電圧であり、Avは出力回路のゲインを表す。Iinは出力スルーの前後に入力容量を迅速にチャージする点に留意されたい。 7, as an I in constant (see 510 in FIG. 5), which is exemplified how the pad voltage and V in is how to change, V in the supply voltage pad (e.g. The voltage of the gate of the output transistor connected to the power supply or ground), and Av represents the gain of the output circuit. Note that I in quickly charges the input capacitance before and after output slew.

図8に、本発明の実施形態に係る出力バッファ回路の実施形態を例示する。図3に示したような、生成された参照電流はノード801に供給される。プロセス依存電流生成回路803および805は電流を供給するが、この電流は例えばプロセス、電圧、および温度の変化に起因したパフォーマンスに対して直接的に変化する。プロセス依存電流生成回路803および805はサミングノード807および809へそれぞれ電流を供給する。ここでは、ノード801に供給された参照電流のコピーもまた供給される。処理依存電流は、サミングノード807および809で参照電流から減算されて、図6に示すゲート電流605(ISLEW)を生成する。ノード815に供給された入力データが0の場合は、その値がIREF−IPVTで、ノード862とトランジスタ812を通じてトランジスタ811のゲートに供給される電流がブランチ807aで生成される。トランジスタ812は、スキュー制御が使用されているときにオン状態になるように制御されたパスゲートとして機能する。VIOが3.3Vのときに保護を与えるようスキュー制御を使用せずに動作を行うよう出力バッファが構成されている場合、ある特定の実施形態では、パスゲートはオフ状態にされ得る。例示された実施形態では、VIOは、スキュー制御モードにおいて約1.5Vである。 FIG. 8 illustrates an embodiment of an output buffer circuit according to an embodiment of the present invention. The generated reference current as shown in FIG. 3 is supplied to the node 801. Process dependent current generation circuits 803 and 805 supply current, which varies directly with performance due to, for example, process, voltage, and temperature changes. Process dependent current generation circuits 803 and 805 supply current to summing nodes 807 and 809, respectively. Here, a copy of the reference current supplied to node 801 is also supplied. The process dependent current is subtracted from the reference current at summing nodes 807 and 809 to generate the gate current 605 (I SLEW ) shown in FIG. When the input data supplied to the node 815 is 0, the value is I REF −I PVT , and the current supplied to the gate of the transistor 811 through the node 862 and the transistor 812 is generated in the branch 807a. Transistor 812 functions as a pass gate that is controlled to turn on when skew control is used. If the output buffer is configured to operate without using skew control to provide protection when VIO is 3.3V, in certain embodiments, the pass gate may be turned off. In the illustrated embodiment, VIO is approximately 1.5V in the skew control mode.

ノード815に供給されたデータ値が1の場合、ブランチ809aで電流が生成される。この電流の値はIREF−IPVTであり、ノード860とパストランジスタ818を通じてプルアップトランジスタ817へと供給される。パストランジスタ818はパストランジスタ812と同じように構成される。トランジスタ814はプレドライブスイング(pre-drive swing)を完了するためにフィードバックを行う。本発明を理解するためには必要ではないが、制御ユニットCTL1、CTL2、CTL3、CTL4は、スキュー制御が使用されていないその他の回路(図示せず)とともに3.3ボルトモードで動作できるように構成可能である。これにより、同じ出力ドライバーを異なる動作モードで使用することが可能となり、本発明の特定の実施形態における出力容量が制限される。3.3ボルトの動作では、スキュー制御は用いられていない。よって、本発明を理解するためには不要であることから、そのような機能を提供するための詳細は省略されている。スキュー制御モードでは、VIOは約1.5Vであり、CTL1、CTL2、およびCTL4は約3.3Vであり、CTL3=0である。 If the data value supplied to node 815 is 1, a current is generated at branch 809a. The value of this current is I REF −I PVT and is supplied to pull-up transistor 817 through node 860 and pass transistor 818. The pass transistor 818 is configured in the same manner as the pass transistor 812. Transistor 814 provides feedback to complete the pre-drive swing. Although not necessary to understand the present invention, the control units CTL1, CTL2, CTL3, CTL4 can be operated in 3.3 volt mode with other circuits (not shown) where skew control is not used. It is configurable. This allows the same output driver to be used in different operating modes and limits the output capacity in certain embodiments of the invention. In 3.3 volt operation, skew control is not used. Therefore, since it is not necessary for understanding the present invention, details for providing such a function are omitted. In the skew control mode, VIO is about 1.5V, CTL1, CTL2, and CTL4 are about 3.3V, and CTL3 = 0.

入出力ロジックは多くの場合、VDDではなく例えばVioを利用して、異なる電力面に設けられ、2つの電力面間、例えばノード815でデータが受信される場所、を当技術分野で周知の方法で接続するために、インターフェースとして適切な回路が必要とされ得る点に留意されたい。 Output logic often utilizing the VDD without example V io, provided in different power plane, between the two power planes, for example where the data at node 815 is received, the well-known in the art Note that a suitable circuit as an interface may be required to connect in a manner.

さらに、図8は、プレドライブスイッチを完了するために、付加的プルアップおよびプルダウン回路が与えられた実施形態を示す。このような回路は、割当てられた時間、例えば、ビット時間内にロジックレベルの変更を支援するために利用されてもよい。例示の実施形態では、出力パッド869の値はノード850にフィードバックされる。これによりトランジスタ851か853のいずれかが作動することになる。したがって、出力パッドの値が目標値に到達すると、プレドライブはより迅速に完了される。例えば、出力パッドがロジック1レベルに近づいていれば、その電圧はノード850にフィードバックされ、これによりトランジスタ853が作動を開始する。ノード815に入力されたデータ値により、トランジスタ855はすでに作動している。したがって、ノード869は割当てられた時間でより完全にプルダウンされる。これにより、シンボル間干渉(ISI:Inter-Symbol Interference)を回避するために、割当てられた時間でインターナルノードスイング(internal node swing)を確実に完了するように支援がなされる。   Further, FIG. 8 shows an embodiment where additional pull-up and pull-down circuits are provided to complete the pre-drive switch. Such a circuit may be utilized to assist in changing the logic level within an allotted time, eg, bit time. In the exemplary embodiment, the value of output pad 869 is fed back to node 850. As a result, either the transistor 851 or 853 is activated. Thus, when the value of the output pad reaches the target value, the pre-drive is completed more quickly. For example, if the output pad is approaching a logic 1 level, the voltage is fed back to node 850, which causes transistor 853 to begin operation. Due to the data value entered at node 815, transistor 855 is already active. Thus, node 869 is pulled down more fully at the allotted time. Thus, in order to avoid inter-symbol interference (ISI), assistance is provided to ensure that the internal node swing is completed in the allocated time.

図9を参照すると、別の実施形態において、参照電流は、プロセスの変化などに基づいたパフォーマンスに対して直接的に関係する電流である。参照電流は

Figure 0005043682
であり、Vgsは、プロセス、電圧、および温度とレジスタ許容度との関数である。図10を参照すると、電流IPVTが生成される。この電流のプロセス依存はさらに大きく、
Figure 0005043682
である。次に、IPVTはIREFから減算されて、図11に示すゲートR電流ISLEWを生成する。IPVTのカーブはIREFのカーブよりも急勾配となっていることから、結果として生じるISLEWは依然としてパフォーマンスに対して反比例している点に留意されたい。さらに、図11に示すように、Rが変化すると電流IPVTとIRFEも同様に変化する点に留意されたい。Rに基づくIREFとIPVT双方の最小および最大のカーブを図示する。IREFに対する単一のカーブが図示されているが、カーブは、ISLEWを生成するためにIPVTとIREFのうち、どちらが使用されたかに基づいても同様に変化することになる。 Referring to FIG. 9, in another embodiment, the reference current is a current that is directly related to performance, such as based on process changes. The reference current is
Figure 0005043682
V gs is a function of process, voltage, and temperature and resistor tolerance. Referring to FIG. 10, a current I PVT is generated. The process dependence of this current is even greater,
Figure 0005043682
It is. Next, I PVT is subtracted from I REF to generate the gate R current I SLEW shown in FIG. Note that because the I PVT curve is steeper than the I REF curve, the resulting I SLEW is still inversely proportional to performance. Furthermore, as shown in FIG. 11, it should be noted that as R changes, currents I PVT and I RFE change as well. Figure 6 illustrates the minimum and maximum curves for both R based I REF and IP PVT . Although a single curve for I REF is shown, the curve will change as well based on which of I PVT or I REF was used to generate I SLEW .

したがって、出力バッファでスキューを制御する様々な実施形態が記載されている。本明細書に説明した記載は例示的なものであり、以下の請求の範囲で説明されるような本発明の範囲を制限することを意図するものではない。本明細書に開示された実施形態のその他の変形および修正は、以下の請求の範囲で説明される本発明の範囲を逸脱することなく、本明細書に説明された記載に基づいてなされてもよい。   Accordingly, various embodiments have been described for controlling skew with an output buffer. The description set forth herein is exemplary and is not intended to limit the scope of the invention as described in the following claims. Other variations and modifications of the embodiments disclosed herein may be made based on the description set forth herein without departing from the scope of the invention as set forth in the claims below. Good.

集積回路の出力ステージのプルダウン部分。Pull-down part of the integrated circuit output stage. プロセス、電圧、温度に起因したパフォーマンスの変化に反比例するゲート電流を供給する実施形態を示したハイレベルブロック図。FIG. 5 is a high-level block diagram illustrating an embodiment for providing a gate current that is inversely proportional to performance changes due to process, voltage, and temperature. 図2に示した参照電流生成回路の実施形態の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an embodiment of the reference current generation circuit shown in FIG. 2. 図2に示したプロセス依存性電流生成回路の実施形態の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of an embodiment of the process-dependent current generation circuit illustrated in FIG. 2. 本明細書において考察したスルーレート制御を用いた出力バッファ回路の実施形態を示した略図。1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of an output buffer circuit using slew rate control as discussed herein. 図5Aに示した回路によって形成された積分器を示したもう1つの図。FIG. 5B is another diagram showing an integrator formed by the circuit shown in FIG. 5A. 図5で使用した電流を供給する図2の引き算回路の動作を示した説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of the subtraction circuit of FIG. 2 for supplying the current used in FIG. 5. inを出力トランジスタのゲートにおける電圧として、Iinが一定である場合に、パッドの電圧がVinの変化に応答してどのように変化するかを示した説明図。As the voltage at the gate of the output transistor of V in, when it is I in is constant, illustration voltage pad showed how varying how in response to changes in V in. 本発明の実施形態に係る出力バッファ回路の実施形態の説明図。Explanatory drawing of embodiment of the output buffer circuit which concerns on embodiment of this invention. 生成された参照電流が、例えばプロセス変化に基づいたパフォーマンスに反比例する別の実施形態の説明図。FIG. 6 is an illustration of another embodiment in which the generated reference current is inversely proportional to performance based on, for example, process changes. 図9の電流よりも強く反比例したプロセス依存電流の生成を示した説明図。Explanatory drawing which showed the production | generation of the process dependence electric current stronger and inversely proportional to the electric current of FIG. 図9と10とに示すように生成された電流を使用した本発明の別の実施形態の動作を示した説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing the operation of another embodiment of the present invention using the generated current as shown in FIGS. 9 and 10;

Claims (8)

集積回路の出力ドライバー回路出力のスルーレートの変動を低減する方法であって、
前記出力ドライバー回路の第1トランジスタのゲートに接続されたノードに集積回路パフォーマンスに反比例する一定の大きさを有する第1電流を供給するステップと、
前記出力ドライバー回路が安定な出力値に達するように、前記第1トランジスタの前記ゲートに接続された前記ノードにフィードバック回路を介して付加的な電流(855)を供給するステップとを含み、前記安定な出力値が、第1及び第2の出力供給ノードの各々1つに対応し、前記付加的な電流が、前記出力ドライバーでの信号の値に基づいている方法。
A method for reducing fluctuations in the output slew rate of an output driver circuit of an integrated circuit,
Supplying a first current having a constant magnitude inversely proportional to integrated circuit performance to a node connected to the gate of the first transistor of the output driver circuit;
Providing an additional current (855) to the node connected to the gate of the first transistor via a feedback circuit so that the output driver circuit reaches a stable output value. Wherein the output value corresponds to one each of the first and second output supply nodes and the additional current is based on the value of the signal at the output driver.
さらに、前記出力ドライバー回路の第2トランジスタのゲートに接続されたノードに、パフォーマンスに反比例する一定の大きさを有する第2入力電流を供給することによりスルーレートの変動を低減するステップを含む請求項1に記載の方法。The method further comprises the step of reducing slew rate variation by supplying a second input current having a constant magnitude inversely proportional to performance to a node connected to the gate of the second transistor of the output driver circuit. The method according to 1. 第1の値を有する入力ノード上のデータに応答して、前記第1トランジスタが、前記出力ドライバー回路の出力を第1電源ノードに接続し、  In response to data on an input node having a first value, the first transistor connects the output of the output driver circuit to a first power supply node;
第2の値を有する前記入力ノード上のデータに応答して、前記第2トランジスタが前記出力ドライバー回路の出力を第2電源ノードに接続する請求項2に記載の方法。  The method of claim 2, wherein the second transistor connects the output of the output driver circuit to a second power supply node in response to data on the input node having a second value.
前記第1電流が、参照電流と、パフォーマンスに直接関連する第2電流とを用いて生成される請求項1に記載の方法 The method of claim 1, wherein the first current is generated using a reference current and a second current directly related to performance . 出力回路と1または2以上の付加的なトランジスタ(855)とを備えた集積回路であって、  An integrated circuit comprising an output circuit and one or more additional transistors (855),
前記出力回路は、第1の値を有する入力ノード上のデータに応答して、前記集積回路の出力端子(869)を第1電源ノードに接続する第1トランジスタ(817)を含み、該第1トランジスタのゲートが、前記出力回路のパフォーマンスに反比例する第1電流を受け取るように構成された第1のノード(860)に接続されており、  The output circuit includes a first transistor (817) that connects an output terminal (869) of the integrated circuit to a first power supply node in response to data on an input node having a first value, the first transistor (817). A gate of the transistor is connected to a first node (860) configured to receive a first current inversely proportional to the performance of the output circuit;
該第1のノードに接続された前記付加的なトランジスタ(855)が、前記出力回路の信号が所与の出力値に達したときに、前記第1のノードに付加的な電流を提供するように構成されている集積回路。  The additional transistor (855) connected to the first node provides an additional current to the first node when the output circuit signal reaches a given output value. Integrated circuit configured in.
前記出力回路が、さらに第2トランジスタを備え、  The output circuit further comprises a second transistor;
該第2トランジスタのゲートが、前記出力回路のパフォーマンスに反比例する第2電流を受け取るように構成された第2のノードに接続され、  A gate of the second transistor is connected to a second node configured to receive a second current inversely proportional to the performance of the output circuit;
前記データが第2の値にあるときに、前記第2トランジスタが第2電源ノードに前記出力端子を接続する請求項5に記載の集積回路。  6. The integrated circuit of claim 5, wherein the second transistor connects the output terminal to a second power supply node when the data is at a second value.
プロセス依存電流を供給する第1電流源と、参照電流を供給する第2電流源とをさらに備え、前記第1のノード(860)を通る電流が前記プロセス依存電流と前記参照電流とを組み合わせることによって形成される請求項5に記載の集積回路。  A first current source for supplying a process dependent current; and a second current source for supplying a reference current, wherein the current through the first node (860) combines the process dependent current and the reference current. The integrated circuit of claim 5 formed by: 外部抵抗と前記集積回路の出力端子における電圧とによって決まる電流の値に比例した前記参照電流に対応する電流を生成する電流ミラーをさらに備えた請求項7に記載の集積回路。8. The integrated circuit according to claim 7, further comprising a current mirror that generates a current corresponding to the reference current proportional to a current value determined by an external resistor and a voltage at an output terminal of the integrated circuit.
JP2007552213A 2005-01-20 2006-01-17 Output buffer with slew rate control using inversely proportional process dependent reference current Expired - Fee Related JP5043682B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/038,909 US7521975B2 (en) 2005-01-20 2005-01-20 Output buffer with slew rate control utilizing an inverse process dependent current reference
US11/038,909 2005-01-20
PCT/US2006/001595 WO2006078649A1 (en) 2005-01-20 2006-01-17 Output buffer with slew rate control utilizing an inverse process dependent current reference

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008529358A JP2008529358A (en) 2008-07-31
JP5043682B2 true JP5043682B2 (en) 2012-10-10

Family

ID=36283917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007552213A Expired - Fee Related JP5043682B2 (en) 2005-01-20 2006-01-17 Output buffer with slew rate control using inversely proportional process dependent reference current

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7521975B2 (en)
JP (1) JP5043682B2 (en)
KR (1) KR101196871B1 (en)
CN (1) CN101107779B (en)
DE (1) DE112006000251B4 (en)
GB (1) GB2438104B (en)
TW (1) TWI377790B (en)
WO (1) WO2006078649A1 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7991369B2 (en) 2006-09-26 2011-08-02 Silicon Laboratories Inc. Reducing power dissipation using process corner information
US7902885B2 (en) * 2006-12-28 2011-03-08 Stmicroelectronics Pvt. Ltd. Compensated output buffer for improving slew control rate
CN101325362B (en) * 2008-04-15 2010-07-21 福州大学 CMOS buffer driver circuit without short-circuit loss
US7911262B2 (en) * 2009-03-29 2011-03-22 Nanya Technology Corp. External compensation for input current source
US9176558B2 (en) * 2009-09-29 2015-11-03 Silicon Laboratories Inc. Optimizing bias points for a semiconductor device
US8154322B2 (en) * 2009-12-21 2012-04-10 Analog Devices, Inc. Apparatus and method for HDMI transmission
US7928769B1 (en) * 2010-03-25 2011-04-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Logic circuits with current control mechanisms
US8344793B2 (en) * 2011-01-06 2013-01-01 Rf Micro Devices, Inc. Method of generating multiple current sources from a single reference resistor
US8736357B2 (en) 2011-02-28 2014-05-27 Rf Micro Devices, Inc. Method of generating multiple current sources from a single reference resistor
US8508304B2 (en) * 2011-10-17 2013-08-13 Texas Instruments Incorporated Serdes VCO with phased outputs driving frequency to voltage converter
US8922254B2 (en) * 2013-01-29 2014-12-30 Macronix International Co., Ltd. Drive circuitry compensated for manufacturing and environmental variation
US9444462B2 (en) 2014-08-13 2016-09-13 Macronix International Co., Ltd. Stabilization of output timing delay
US9419596B2 (en) 2014-09-05 2016-08-16 Macronix International Co., Ltd. Sense amplifier with improved margin

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311077A (en) * 1992-07-15 1994-05-10 National Semiconductor Corporation Power supply, temperature, and load capacitance compensating, controlled slew rate output buffer
EP0678983B1 (en) 1994-04-22 1998-08-26 STMicroelectronics S.r.l. Output buffer current slew rate control integrated circuit
US5568084A (en) * 1994-12-16 1996-10-22 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Circuit for providing a compensated bias voltage
US5510729A (en) * 1995-03-27 1996-04-23 General Datacomm, Inc. Output characteristics stabilization of CMOS devices
EP0765037A3 (en) * 1995-09-20 1998-01-14 Texas Instruments Incorporated Buffer for integrated circuit memories
US5877647A (en) * 1995-10-16 1999-03-02 Texas Instruments Incorporated CMOS output buffer with slew rate control
US5633603A (en) * 1995-12-26 1997-05-27 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Data output buffer using pass transistors biased with a reference voltage and a precharged data input
EP0782269B1 (en) * 1995-12-26 2002-06-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integrated circuit
US5973512A (en) * 1997-12-02 1999-10-26 National Semiconductor Corporation CMOS output buffer having load independent slewing
US6243426B1 (en) * 1998-09-30 2001-06-05 Advanced Micro Devices, Inc. Apparatus and method for slew rate control of MLT-3 transmitter using zero drive
EP1091492A1 (en) * 1999-10-08 2001-04-11 STMicroelectronics S.r.l. An output buffer for digital signals
US6445170B1 (en) * 2000-10-24 2002-09-03 Intel Corporation Current source with internal variable resistance and control loop for reduced process sensitivity
EP1237279A1 (en) 2001-02-21 2002-09-04 STMicroelectronics S.r.l. Output buffer with automatic control of the switching speed as a function of the supply voltage and temperature
US6437622B1 (en) * 2001-03-27 2002-08-20 Texas Instruments Incorporated Temperature compensated slew rate control circuit
US6606271B2 (en) * 2001-05-23 2003-08-12 Mircron Technology, Inc. Circuit having a controllable slew rate
JP4675008B2 (en) * 2001-09-17 2011-04-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor circuit device
JP3532181B2 (en) * 2001-11-21 2004-05-31 沖電気工業株式会社 Voltage translator
US7019551B1 (en) * 2001-12-27 2006-03-28 Advanced Micro Devices, Inc. Output buffer with slew rate control and a selection circuit
US6690192B1 (en) * 2002-10-16 2004-02-10 Pericom Semiconductor Corp. Current-compensated CMOS output buffer adjusting edge rate for process, temperature, and Vcc variations
US6903588B2 (en) * 2003-04-15 2005-06-07 Broadcom Corporation Slew rate controlled output buffer
US7154309B1 (en) * 2005-01-13 2006-12-26 Advanced Micro Devices, Inc. Dual-mode output driver configured for outputting a signal according to either a selected high voltage/low speed mode or a low voltage/high speed mode

Also Published As

Publication number Publication date
GB2438104A (en) 2007-11-14
TW200642270A (en) 2006-12-01
KR20070095954A (en) 2007-10-01
GB2438104B (en) 2009-12-02
GB0713747D0 (en) 2007-08-22
US7521975B2 (en) 2009-04-21
US20060190880A1 (en) 2006-08-24
DE112006000251T5 (en) 2008-02-07
KR101196871B1 (en) 2012-11-01
CN101107779B (en) 2010-10-27
DE112006000251B4 (en) 2017-11-02
WO2006078649A1 (en) 2006-07-27
TWI377790B (en) 2012-11-21
JP2008529358A (en) 2008-07-31
CN101107779A (en) 2008-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5043682B2 (en) Output buffer with slew rate control using inversely proportional process dependent reference current
JP3202196B2 (en) Output circuit and input circuit
JP3515025B2 (en) Semiconductor device
JP6420370B2 (en) Feed forward bias circuit
US9767888B1 (en) Methods and devices for high-sensitivity memory interface receiver
JPH11340810A (en) Semiconductor device
US8040165B2 (en) Semiconductor integrated circuit
JP2010178346A (en) Output buffer having predriver for compensating slew rate against process variation
JP2002135105A (en) Duty cycle detection circuit and duty cycle correction circuit
US7511541B2 (en) Electronic driver device for an external load for which the slew rate of the output signal is independent of the external load capacity and the corresponding integrated component
US6777985B2 (en) Input/output buffer having reduced skew and methods of operation
US7518424B2 (en) Slew rate controlled output circuit
US20120319736A1 (en) Comparator and method with adjustable speed and power consumption
US6545503B1 (en) Output buffer for digital signals
US20100073037A1 (en) Output impedance control circuit
US20050218983A1 (en) Differential amplifier
US6819143B1 (en) Input buffer circuit having equal duty cycle
US7486140B2 (en) Differential amplifier
US11996850B2 (en) Comparator with reduced offset
US10050624B2 (en) Process-compensated level-up shifter circuit
US11831315B1 (en) Low power current mode logic
US7236030B2 (en) Method to implement hysteresis in a MOSFET differential pair input stage
JP2947042B2 (en) Low phase difference differential buffer
JP2025180577A (en) semiconductor integrated circuit
JP2025021131A (en) Buffer circuit, semiconductor integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090114

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20100421

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20100902

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120104

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120402

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120409

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120507

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120514

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120530

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120704

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5043682

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150720

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees